JP2004319568A

JP2004319568A - Liquid chemical device, etching device, and method of managing concentration of etchant

Info

Publication number: JP2004319568A
Application number: JP2003107590A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yoshizawa; 隆吉澤
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-11
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2004-11-11
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: JP3972015B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enable an etching device that is constituted to manage the concentration of an etchant composed of a phosphoric acid, a nitric acid, an acetic acid, and pure water to perform stable etching without shortening the exchanging cycle of the etchant by enabling the device to cope with the concentration variation of each component. <P>SOLUTION: The etching device is constituted to detect the concentration of each component of the etchant by means of an optical densitometer 70 and to calculate the adding amounts of a stock solution composed of the phosphoric acid and pure water, another stock solution composed of the nitric acid and pure water, and a third stock solution composed of the acetic acid and pure water used as a fourth stock solution based on the detected results of the concentration of each component so that the concentration of each component may become an initial value. Then device is made to add the pertinent stock solution to a liquid chemical section 21 by the calculated adding amount. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の成分からなるエッチング液などの薬液の濃度を管理する技術に関し、特に成分毎の濃度を管理する対策に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、エッチング液の濃度が一定になるように管理する技術として、特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
このものでは、エッチング液の下限値と上限値とを予め設定しておき、エッチング液を用いてエッチング処理を行う処理槽と、エッチング液を濾過するフィルタとを結ぶ循環回路の途中で、エッチング液の濃度をセンサにより検出し、その濃度が下限値になったときには電磁バルブを開いて、所定の濃度に調合されてなるエッチング新液を薬液補充槽から処理槽に供給する一方、濃度が上限値になったときには電磁バルブを閉じて薬液補充槽から処理槽へのエッチング新液の上記供給を停止し、これらのことで、処理槽内のエッチング液の濃度を略一定に保つことができるようになされている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２７８８４７号公報（第３頁，図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、例えば、エッチング対象が複数類の材料からなっていて、各材料に対するエッチング量を異ならせるなど場合には、エッチング液として、複数の成分が混合されてなるものが用いられる。
【０００６】
したがって、このような場合には、特定のエッチング対象部位のエッチング量を大きくするための成分の濃度が、他の成分よりも早く低下することになる。
【０００７】
また、同じエッチング液を用いていても、エッチング対象が変わると、濃度の低下量も成分毎に異なるようになる。
【０００８】
さらに、各成分の濃度の変化の程度は、その成分が蒸発しやすいものであるか否かによっても異なる。
【０００９】
しかしながら、上記従来の場合には、成分毎の濃度変化に対応することができず、このために、エッチング液成分の濃度変化に起因するエッチング性能の劣化を招きやすく、よって、安定したエッチング処理を行うことが困難であるという問題がある。
【００１０】
尚、上記のエッチング性能の劣化を嫌うならば、下限値と上限値との間の許容範囲を狭く設定すればよいことになるが、そのようにすると、今度は、頻繁にエッチング新液を補充せざるを得なくなり、実質的に、エッチング液の交換サイクルを縮めることになる。
【００１１】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、複数の成分からなるエッチング液などの薬液の濃度が一定になるように管理する際に、各成分の濃度変化に対応できるようにすることで、薬液の交換サイクルを短くすることなく、安定した薬液処理が行えるようにすることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成すべく、本発明では、薬液の濃度を成分毎に検出し、その検出結果に基づき、必要な成分だけ上記薬液に添加するようにした。
【００１３】
具体的には、本発明の第１の発明では、複数の成分からなる薬液を用いた薬液処理を行うとともに該薬液の濃度を管理するようにした薬液装置として、上記の薬液を貯留するための薬液部と、上記薬液の複数の成分のうち、上記の薬液処理に伴って濃度の変化する成分を有する原液を個別に貯留するための複数の原液部と、これら複数の原液部の各原液を上記薬液部に添加する添加手段と、上記薬液部の薬液の成分毎の濃度を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて、上記薬液部の薬液の各成分の濃度がそれぞれ所定値になるように上記添加手段を制御する制御手段とを備えるようにする。
【００１４】
本発明の第２の発明では、複数の成分からなる薬液を用いた薬液処理を行うとともに該薬液の濃度を管理するようにした薬液装置として、上記の薬液を貯留するための薬液部と、上記薬液の複数の成分のうち、上記の薬液処理に伴って濃度の変化する成分である複数の要添加成分に対応するように設けられていて、その要添加成分を有する原液を個別に貯留するための複数の原液部と、これら複数の原液部の各原液を上記薬液部に添加する添加手段と、上記薬液部の薬液の成分毎の濃度を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて、上記薬液部の薬液の各成分の濃度がそれぞれ所定値になるように上記添加手段を制御する制御手段とを備えるようにする。
【００１５】
本発明の第３の発明では、上記第２の発明において、上記制御手段は、上記薬液処理に伴って濃度の上昇する成分を基準にして、該成分の濃度に対し相対的に濃度の低下する上記成分を有する原液の添加量を演算し、該添加量に基づいて上記添加手段を制御するように構成されているものとする。
【００１６】
本発明の第４の発明では、上記第２および第３の発明において、上記薬液が、少なくともリン酸，硝酸および酢酸の各成分からなるものである場合に、上記制御手段は、上記薬液処理に伴って濃度の上昇するリン酸を基準にして、硝酸および酢酸の成分のうち、リン酸に対して相対的に濃度の低下する成分を有する原液の添加量を演算し、該添加量に基づいて上記添加手段を制御するように構成されているものとする。
【００１７】
本発明の第５の発明では、複数の成分からなるエッチング液を用いたエッチング処理を行うとともに該エッチング液の濃度を管理するようにしたエッチング装置として、上記のエッチング液を貯留するための薬液部と、上記エッチング液の複数の成分のうち、上記エッチング処理に伴って濃度の低下する成分である要添加成分に対応するように設けられていて、該要添加成分を１つ以上有してなる原液を個別に貯留するための複数の原液部と、これら複数の原液部の各原液を上記薬液部に添加する添加手段と、上記薬液部のエッチング液の成分毎の濃度を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に基づいて、上記薬液部のエッチング液の各成分の濃度がそれぞれ所定値になるように上記添加手段を制御する制御手段とを備えるようにする。
【００１８】
本発明の第６の発明では、複数の成分からなるエッチング液の濃度を管理するようにしたエッチング液濃度の管理方法として、上記エッチング液の複数の成分のうち、上記エッチング処理に伴って濃度の低下する成分である要添加成分を１つ以上有してなっていて、該要添加成分に対応するように用意された複数の原液を用いることとし、先ず、上記エッチング液の各成分の濃度を測定し、次いで、その測定結果に基づいて、上記エッチング液の各成分の濃度がそれぞれ所定値になるように上記複数の原液を選択して上記エッチング液に添加するようにする。
【００１９】
上記の各構成において、複数の成分からなる薬液（第５および第６の各発明の場合には、エッチング液）を用いて行われる薬液処理（同各発明の場合には、エッチング処理）に伴い、各成分の濃度がそれぞれ変化するとき、その各成分の濃度が測定される。そして、薬液の複数の成分のうち、薬液処理に伴って少なくとも濃度の低下する成分を有する複数の原液を用い、上記の測定結果に基づいて、薬液の各成分の濃度が所定値になるように、上記複数の原液が選択されて薬液に添加される。
【００２０】
よって、各成分の濃度が所定値である新液を、薬液の濃度変化に応じて補充するようにする場合とは異なり、薬液の全ての成分の濃度が略所定値に維持されるので、安定した薬液処理が行えるようになる。
【００２１】
また、特定の成分（例えば、リン酸，酢酸，硝酸を主要成分とするエッチング液を用いて行われるエッチング処理におけるリン酸）の濃度に基づいて薬液の交換が行われる場合には、成分間の濃度変化量に違いがあっても、その特定成分の濃度も略所定値に維持されるので、実質的な交換サイクルは長くなる。
【００２２】
尚、原液としては、薬液を構成する全ての成分に対応できるように用意しておいてもよいし、例えば、薬液処理に伴って濃度の低下する成分や、薬液処理に伴って濃度が低下も上昇もしない成分や、薬液処理に伴う濃度の低下および上昇は生じないが、他の成分の添加により濃度が低下することになる成分など、結果的に添加の必要とされる成分の原液のみを用意するようにしてもよいが、少なくとも、薬液処理に伴って濃度の低下する成分の原液は必要である。
【００２３】
また、原液としては、例えば、リン酸，酢酸，硝酸，純水からなるエッチング液を用いて行われるエッチング処理におけるリン酸，酢酸，硝酸の各原液のように、複数の成分を有するものであってもよい。
【００２４】
さらに、各原液の添加量を演算する際には、全ての原液について演算すようにしてもよいし、濃度の上昇する成分（例えば、最も上昇する成分）を基準にして、その成分濃度が所定値になるように、他の成分の添加量のみを演算するようにしてもよい。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の実施形態に係るエッチング装置の全体構成を、ブロック図として示しており、このエッチング装置は、液晶表示パネルに使用する電極基板のエッチング工程において、リン酸と硝酸と酢酸と純水とを混合してなるエッチング液を用いて行うエッチング処理に使用される。
【００２７】
本エッチング装置は、図２に示すように、エッチング液を用いてエッチング処理を行うエッチング部１０と、このエッチング部１０で用いられるエッチング液の濃度管理を行う制御ユニット５０とを備えており、エッチング部１０は、図１に示したように、エッチング液を循環使用してエッチング処理を行う複数の処理部２０（図１には、処理部として第１処理部（第１槽）のみを示し、第２処理部（第２槽）は図示を省略する）からなっている。
【００２８】
上記各処理部２０は、エッチング液を貯留する薬液槽２１と、この薬液槽２１のエッチング液を用いて実際のエッチング処理を行う処理槽２２とを有する。処理槽２２には、該処理槽２２内において、エッチング対象物Ｗを支承する支承部２３と、この支承部２３上のエッチング対象物Ｗにエッチング液を散布するための複数のノズル２４，２４，…とが配置されている。また、薬液槽２１と処理槽２２との間には、薬液槽２１のエッチング液を処理槽２２のノズル２４，２４，…に供給するための供給配管２５と、処理槽２２から排出されたエッチング液を薬液槽２１に戻すための戻し配管２６とが設けられており、これらにより、薬液槽２１のエッチング液が処理槽２２に供給される一方、処理槽２２から排出されたエッチング液が薬液槽２１に戻されるようになっている。
【００２９】
また、上記の供給配管２５には、薬液槽２１から処理槽２２に向かって、薬液槽２１のエッチング液を吸引して処理槽２２側に送り出すポンプ２７と、エッチング液を濾過して異物を除去するフィルタ２８と、開閉バルブ２９とが介設されている。尚、供給配管２５における開閉バルブ２９の上流側部位からは、処理槽２２を経由しないで直接に薬液槽２１にエッチング液を戻すためのバイパス配管３０が分岐して設けられている。
【００３０】
上記のエッチング処理部１０には、所定の濃度に調整されたエッチング液、つまり、上記の各成分（リン酸，硝酸，酢酸，純水）が所定の混合比に混合されてなる未使用のエッチング新液を貯留する新液補充槽４０が設けられている。この新液補充槽４０と、各処理部２０の薬液槽２１との間には、それぞれ、補充配管４１が設けられている。各補充配管４１の途中には開閉バルブ４２が介設されており、この開閉バルブ４２を開くことで、新液補充槽４０のエッチング新液が各薬液槽２１に補充される一方、開閉バルブ４２を閉じることで薬液槽２１に対するエッチング新液の補充が停止するようになっている。また、各薬液槽２１には、下限用センサ４３と、上限用センサ４４と、オーバフロー用センサ４５とが設けられている
本実施形態では、上記の制御ユニット５０は、エッチング液の各成分を一定割合の純水が混合されてなる原液の状態で貯留する複数の原液槽と、純水を供給する純水供給部５４とを備えている。尚、図示する例では、上記複数の原液槽とは、成分がリン酸である原液を貯留する原液槽５１と、成分が硝酸である原液を貯留する原液槽５２と、成分が酢酸である原液を貯留する原液槽５３との３つであるが、以下の説明では、純水供給部５４の純水も原液の１つとし、その純水供給部５４も原液槽の１つとして扱っている。
【００３１】
上記原液槽５１〜５３および純水供給部５４と薬液槽２１との各間には、それぞれ、各原液（便宜的に、純水も原液という）を薬液槽２１に添加するための添加配管５５が設けられている。各添加配管５５の途中には、薬液槽２１に向かって、添加配管５５を流れる原液の流量が調整されるようにその流路面積を絞るオリフィス５６と、流量を計測してその積算値を出力する流量計５７と、開閉バルブ５８とが順に介設されている。一方、原液槽５１〜５３は気密状に設けられており、各原液槽５１〜５３には、該原液槽５１〜５３の内圧が高くなるように原液槽５１〜５３に不活性ガス（ここでは、Ｎ_２ガス）を供給するためのガス配管５９が接続されている。各ガス配管５９の途中には、開閉バルブ６０が介設されている。このことで、対応する添加配管５５の開閉バルブ５８が開いたときに、原液槽５１〜５３の原液が各々の添加配管５５を経由して薬液槽２１側に圧送されるようになっている。また、純水供給部５４についても、開閉バルブ５８が開くことで、該純水供給部５４の純水が添加配管５５を経由して薬液槽２１に添加されるようになっている。
【００３２】
また、上記の制御ユニット５０には、薬液槽２１のエッチング液の各成分毎の濃度を測定する光学式の濃度計７０が設けられている。この濃度計７０には、各処理部２０の供給配管２５におけるポンプ２７とフィルタ２８との間からエッチング液の一部を取り出すために設けられた取出配管７１が接続されている。さらに、濃度計７０の入口側には、取出配管７１の他、新液補充槽４０のエッチング新液を該濃度計７０に供給する新液配管７２と、純水を濃度計７０に供給する純水配管７３とが接続されている。これら取出配管７１，新液配管７２および純水配管７３には、それぞれ、開閉バルブ７４，７５，７６が介設されている。一方、濃度計７０の出口側には、該濃度計７０により濃度の測定されたエッチング液を廃液として排出する排出配管７７が接続されている。
【００３３】
上記の濃度計７０の内部では、取出配管７１，新液配管７２および純水配管７３の濃度計７０側の各端部は互いに接続されており、その接続部の下流側には、該接続部から流れてきた液を冷却する冷却部７８と、この冷却部７８にて冷却された液の成分濃度を測定する測定部７９とが設けられている。
【００３４】
上記の測定部７９は、図示は省略するが、液を通過させるサンプリング管と、このサンプリング管に向かって近赤外線を照射する光源と、この光源からの近赤外線を濾波する干渉フィルタと、この干渉フィルタを通過した近赤外線の周波数分布を検出するセンサとからなっており、その周波数分布に基づいて、液成分の濃度を検出するようになされている。尚、このような測定部７９としては、例えば、倉敷紡績株式会社製の「ケミカライザー（登録商標）」が挙げられる。
【００３５】
また、本実施形態では、上記測定部７９による各成分の濃度検出を、新液およびエッチング液の両方に対して行い、その差分値に基づいて、エッチング液の各成分の濃度を管理するようになされており、このことで、エッチング液の成分毎の濃度のみを測定してその測定結果を濃度として出力する場合に比べて、測定精度の向上を図っている。さらに、測定対象を切り換える際には、純水をサンプリング管に導入して濃度計７０を校正するようになされている。
【００３６】
そして、本実施形態では、上記のエッチング処理装置は、上記濃度計７０の測定部７９の測定結果と、各流量計５７による各原液の流量とに基づいて、エッチング液の成分毎の濃度が所定値になるように原液槽５１〜５３および純水供給部５４の対応する開閉バルブ５８，５８，…を開閉制御する制御手段としてのコントローラ８０を備えている。
【００３７】
具体的には、コントローラ８０は、所定時間（例えば、２時間）毎に、新液配管７２の開閉バルブ７５を開いてエッチング新液の成分濃度を検出した後、各処理部２０の取込配管７１の開閉バルブ７４を開いてエッチング液を順に濃度計７０に取り込む。そして、濃度計７０により、上記エッチング液の各成分の濃度が差分値として出力されると、その差分値に基づいて各原液の添加量を演算し、その添加量だけ原液が薬液槽２１に添加されるようになっている。尚、一般には、上記の添加は、１日に１回程度で収まる。
【００３８】
ここで、図３のフローチャート図に基づいて、制御ユニット５０におけるエッチング液の濃度管理の処理を説明する。
【００３９】
ステップＳ１は、純水により濃度計７０を校正するステップであり、このステップでは、純水配管７３の開閉バルブ７６がコントローラ８０により所定時間だけ開かれ、これにより、所定量の純水が濃度計７０に導入される。その後、ステップＳ２に移る。
【００４０】
ステップＳ２では、新液配管７２の開閉バルブ７５がコントローラ８０により所定時間だけ開かれる。これにより、新液補充槽４０のエッチング新液が濃度計７０に所定量だけ導入され、そのエッチング新液により濃度計７０を校正する。つまり、基準値を得るために、エッチング新液の成分濃度測定を測定する。そして、次の、ステップＳ３に移る。
【００４１】
このステップＳ３では、第１処理部（第１槽）２０の取出配管７１の開閉バルブ７４がコントローラ８０により所定時間だけ開かれる。これにより、第１処理部２０のエッチング液が所定量だけ濃度計７０に導入され、そのエッチング液の各成分の濃度を測定部７９により測定する。その後、ステップＳ４に移る。
【００４２】
ステップＳ４では、エッチング新液の各成分の測定濃度値を基準値としてエッチング液の各成分の濃度の差分値を演算し、次いで、各成分の差分値について、それぞれ、所定値に達しているか否かを判定する。そして、判定がＹＥＳであるとき、つまり、濃度が所定値に達せず添加が必要な濃度（要添加濃度）であるときには、原液を添加する必要があると見做し、ステップＳ５に移る。一方、判定がＮＯであるときには、原液を添加する必要はないと見做し、ステップＳ７に移る。
【００４３】
上記のステップＳ５では、各成分の差分値に基づき、各原液の添加量を演算する。そして、次のステップＳ６では、添加すべき原液に対応する添加配管５５の開閉バルブ５８が開かれて原液を添加する。そして、流量計５７からの信号に基づき、添加量が上記演算値に達したときに開閉バルブ５８を閉じる。これで、第１処理部２０のエッチング液に対する濃度管理の処理は終了する。
【００４４】
次いで、第２処理部（第２槽）２０のエッチング液に対する濃度管理に移り、ステップＳ７〜Ｓ１０の処理を行う。尚、これらステップＳ７〜Ｓ１０は、それぞれ、上記したステップＳ４〜Ｓ６の処理と同じであるので、説明は省略する。
【００４５】
以上のようにして、第１および第２処理部２０，２０の各エッチング液の濃度管理が行われる。尚、ここでは、処理部２０が２つである場合について説明したが、処理部２０が３つ以上である場合には、ステップＳ４〜Ｓ６の処理をその都度繰り返して行うことになる。また、その繰返しの都度に、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を行うようにしてもよい。さらに、上記の例では、全ての処理部２０，２０，…に対し、順に原液を添加するようにしているが、一斉に添加するようにしてもよい。
【００４６】
ここで、上記ステップＳ５で行われる添加量の演算の一例を、次表に基づいて詳細に説明する。尚、本例では、エッチング液の全成分（リン酸，硝酸，酢酸，純水）のうち、エッチング処理に伴って濃度が上昇しかつその上昇率の最も高くなる成分であるリン酸を基準にして、つまり、リン酸の濃度が所定値になるように、硝酸，酢酸，純水の各原液の添加量を演算することとする。つまり、本例では、エッチング液の全成分のうち、本発明における要添加成分に該当するのは、硝酸，酢酸，純水であり、したがって、この場合には、リン酸原液の添加は不要であり、よって、リン酸の原液槽５１を省略することもできる。
【００４７】
【表１】

【００４８】
先ず、リン酸，硝酸，酢酸，純水の各比重が、それぞれ、１．６９２，１．４１５９，１．０５１７，１であり、処理部２０におけるエッチング液のリン酸，硝酸，酢酸，純水の各成分の濃度（ｗ％）の初期比率が、
６０．００：１０．００：１０．００：２０．００
であり、そのエッチング液の総量が、２００リットルであるとする。
【００４９】
このとき、リン酸，硝酸，酢酸の各成分の濃度を各々の比重で割って（残りは純水）得られる各成分の体積（リットル）の比率は、
４９．２３：９．８０：１３．２０：２７．７７
であるので、各成分の体積は、それぞれ、９８．４６リットル，１９．６１リットル，２６．４０リットル，５５．５３リットルである。
【００５０】
一方、原液槽５１〜５４での各成分の濃度を、それぞれ、８５ｗ％，７０ｗ％，９９ｗ％，１００ｗ％である（残りは純水）とすると、原液中における各成分の体積の比率は、それぞれ、７７％，６２％，９９％，１００％である。
【００５１】
そして、１日後のエッチング液の各成分の濃度の変化量が、それぞれ、＋１．８０％，−０．３０％，−１．６０％，＋０．１０％であったとすると、このときの各成分の濃度の比率は、
６１．８０：９．７０：８．４０：２０．１０
である。
【００５２】
これを、体積の比率にすると、
５１．１１：９．５９：１１．１８：２８．１３
となり、このときの各体積は、それぞれ、１０２．２２リットル，１９．１７リットル，２２．３５リットル，５６．２５リットルである。
【００５３】
ここで、体積の比率が、エッチング新液のとき（各成分の体積が、それぞれ、９８．４６リットル，１９．６１リットル，２６．４０リットル，５５．５３リットルであるとき）と同じになるように、リン酸を基準にして、その他の各成分の体積を演算すると、硝酸については、
１９．６１×１０２．２２÷９８．４６＝２０．３６
酢酸については、
２６．４０×１０２．２２÷９８．４６＝２７．４１
純水については、
５５．５３×１０２．２２÷９８．４６＝５７．６５
となる。
【００５４】
次に、上記を実現するために必要な各成分の添加量（リットル）を演算すると、硝酸については、
２０．３６−１９．１７＝１．１９
酢酸については、
２７．４１−２２．３５＝５．０６
純水については、
５７．６５−５６．２５＝１．４０
となる。
【００５５】
ここで、原液中での各成分の体積比率を考慮して、各原液の体積を演算すると、硝酸原液については、
１．１９÷０．６２＝１．９１
酢酸原液については、
５．０６÷０．９９＝５．１１
純水原液については、
１．４０÷１＝１．４０
となる。
【００５６】
但し、純水については、硝酸および酢酸の各原液にも含まれているので、その分だけ、差し引く必要がある。
【００５７】
つまり、各原液に含まれる純水の体積は、硝酸原液では、
１．９１−１．１９＝０．７２
酢酸原液では、
５．１１−５．０６＝０．０５
である。
【００５８】
したがって、原液としての純水の添加量は、
１．４０−（０．７２＋０．０５）＝０．６３
である。
【００５９】
これらにより、原液添加後の各成分の体積は、それぞれ、１０２．２２リットル，２０．３６リットル，２７．４１リットル，５７．６５リットル（総量は２０７．６４リットル）となり、その体積の比率は、
４９．２３：９．８０：１３．２０：２７．７７
であるので、各成分の濃度の比率は、エッチング新液の場合と同じく、
６０．００：１０．００：１０．００：２０．００
となる。
【００６０】
すなわち、この場合には、２００リットルのエッチング液に対し、硝酸，酢酸，純水の各原液を、それぞれ、１．９１リットル，５．１１リットル，０．６３リットルずつ（合計で７．６４リットル）添加することにより、エッチング液の各成分の濃度の比率は、エッチング新液と同じになる。
【００６１】
因みに、エッチング液の寿命は、最長で、該エッチング液により溶解した被エッチング材が析出するまでであり、被エッチング材料がＡｌである場合には、その濃度が３０００ｐｐｍに達するまでであるが、図４（ａ）に示すように、例えば、エッチング処理の基本となる硝酸成分の濃度がその下限値に達する（例えば、１０ｗ％から９．２ｗ％へ０．８ｗ％低下）まで使用したとすると、一般には、Ａｌの濃度は２００ｐｐｍ程度であるにも拘わらず、所定のエッチング性能が得られなくなるため、エッチング液を交換する必要がある。これに対し、本実施形態の場合には、同図（ｂ）に示すように、１日毎に各成分の濃度がそれぞれ所定値に再調整されるので、硝酸成分の濃度を１０ｗ％から９．７ｗ％程度へ０．３ｗ％程度の低下に止めることができる。このため、図４（ａ）の場合でエッチング液の交換サイクルが６日であるとすれば、Ａｌの析出濃度についての安全率を３分の２（２０００ｐｐｍ）に見込んだとしても、交換サイクルを、その１０倍の６０日程度に延ばすことができ、しかも、エッチング性能を高いレベルに維持することができる。
【００６２】
尚、上記の演算例において、純水を、その濃度がエッチング処理に伴って上昇するにも拘わらず添加するようにしているのは、基準としているリン酸に比べると、相対的には濃度が低下するからである。また、本演算例では、リン酸の濃度を基準にして、他の成分原液の添加量を算出するようにしているが、任意の成分を基準にして各成分原液の添加量を演算するようにしてもよい。
【００６３】
したがって、本実施形態によれば、リン酸と硝酸と酢酸と純水とが混合されてなるエッチング液を用いてエッチング処理を行うようにしたエッチング装置において、所定時間毎に各処理部２０のエッチング液の各成分の濃度を測定し、その測定結果に基づいて、それら各成分の原液の添加量を演算し、各処理部２０の薬液槽２１に添加するようにしたので、高いレベルのエッチング処理を安定して行うことができ、しかも、エッチング液の交換サイクルを実質的に長くすることができる。
【００６４】
尚、上記の実施形態では、エッチング液が、リン酸と硝酸と酢酸と純水とからなるものである場合について説明したが、エッチング液を構成する成分は、エッチング処理に応じて適宜任意に定めることができる。
【００６５】
さらに、上記の実施形態では、薬液がエッチング液である場合について説明したが、本発明は、エッチング液以外の薬液の濃度管理に適用することもできる。
【００６６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の成分からなるエッチング液など薬液の濃度を管理する際に、その薬液の各成分の濃度を測定し、該測定結果に基づいて、該当する成分の原液を添加することで、各成分の濃度を所定値にすることができるので、薬液の交換サイクルを短くすることなく、安定したエッチング処理などの薬液処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るエッチング装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】エッチング装置の基本構成を示す説明図である。
【図３】制御ユニットにおけるエッチング液の濃度管理の処理を示すフローチャート図である。
【図４】本実施形態の濃度管理を行わない場合（ａ）の各成分の変化を本実施形態の濃度管理を行う場合（ｂ）と対比して示す特性図である。
【符号の説明】
２１薬液槽（薬液部）
５１，５２，５３原液槽（原液部）
５４純水供給部（原液部）
５５添加配管（添加手段）
５６開閉バルブ（添加手段）
７０濃度計（検出手段）
８０コントローラ（制御手段）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a technique for controlling the concentration of a chemical solution such as an etching solution composed of a plurality of components, and particularly to a measure for controlling the concentration of each component.
[0002]
[Prior art]
For example, a technique described in Patent Literature 1 is known as a technique for controlling the concentration of an etching solution to be constant.
[0003]
In this apparatus, a lower limit value and an upper limit value of an etching solution are set in advance, and the etching solution is provided in a circulation circuit connecting a processing tank for performing an etching process using the etching solution and a filter for filtering the etching solution. The concentration is detected by a sensor, and when the concentration reaches the lower limit, an electromagnetic valve is opened to supply a new etching solution prepared to a predetermined concentration from the chemical replenishment tank to the processing tank, while the concentration is set to the upper limit. When it becomes, the electromagnetic valve is closed to stop the supply of the new etching solution from the chemical solution replenishing tank to the processing tank, so that the concentration of the etching solution in the processing tank can be kept substantially constant. Has been done.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-278847 (page 3, FIG. 2)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, for example, when the object to be etched is composed of a plurality of types of materials and the amounts of etching for the respective materials are different, a mixture of a plurality of components is used as an etchant.
[0006]
Therefore, in such a case, the concentration of the component for increasing the etching amount of the specific etching target portion decreases earlier than the other components.
[0007]
Further, even when the same etching solution is used, when the etching target changes, the amount of decrease in the concentration also differs for each component.
[0008]
Further, the degree of change in the concentration of each component also depends on whether the component is likely to evaporate.
[0009]
However, in the above-mentioned conventional case, it is not possible to cope with the concentration change of each component, and therefore, it is easy to cause the deterioration of the etching performance due to the change of the concentration of the etching solution component. There is a problem that it is difficult to do.
[0010]
If the above-mentioned deterioration of the etching performance is not desired, the allowable range between the lower limit value and the upper limit value may be set to be narrow, but in such a case, the new etching solution is frequently replenished. This will inevitably shorten the etching solution exchange cycle.
[0011]
The present invention has been made in view of the above points, and its main purpose is to control the concentration of each component when controlling the concentration of a chemical such as an etching solution composed of a plurality of components to be constant. An object of the present invention is to make it possible to perform a stable chemical solution treatment without shortening a chemical solution exchange cycle.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the concentration of a chemical solution is detected for each component, and based on the detection result, only necessary components are added to the chemical solution.
[0013]
Specifically, in the first invention of the present invention, as a chemical solution device that performs a chemical solution treatment using a chemical solution composed of a plurality of components and manages the concentration of the chemical solution, a device for storing the above-described chemical solution is provided. Chemical solution portion, among a plurality of components of the chemical solution, a plurality of stock solutions for individually storing stock solutions having a component whose concentration changes with the above-mentioned chemical solution processing, and a stock solution of each of the plurality of stock solutions. Adding means for adding to the chemical liquid part, detecting means for detecting the concentration of each component of the chemical liquid in the chemical liquid part, and determining the concentration of each component of the chemical liquid in the chemical liquid part based on the detection result of the detecting means. Control means for controlling the addition means so as to obtain a value.
[0014]
In the second invention of the present invention, as a chemical solution device that performs a chemical solution treatment using a chemical solution composed of a plurality of components and manages the concentration of the chemical solution, a chemical solution unit for storing the above chemical solution, Among a plurality of components of the chemical solution, the components are provided so as to correspond to a plurality of additional components which are components whose concentrations change with the above-mentioned chemical solution treatment, and are used to individually store undiluted solutions having the additional components. A plurality of undiluted parts, an adding means for adding each undiluted solution of the plurality of undiluted parts to the chemical part, a detecting means for detecting the concentration of each component of the chemical in the chemical part, and a detection result of the detecting means. And control means for controlling the adding means so that the concentrations of the respective components of the chemical solution in the chemical solution part become predetermined values.
[0015]
In a third aspect of the present invention based on the second aspect, the control means decreases the concentration relative to the concentration of the component with reference to the component whose concentration increases with the chemical solution treatment. It is assumed that the amount of the stock solution having the above components is calculated, and the adding means is controlled based on the calculated amount.
[0016]
In a fourth aspect of the present invention, in the second and third aspects, when the chemical solution is composed of at least components of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid, the control means controls the chemical solution treatment. On the basis of the phosphoric acid whose concentration increases with it, the addition amount of the stock solution having a component whose concentration decreases relatively to phosphoric acid among the components of nitric acid and acetic acid is calculated, and based on the addition amount, It is assumed that the above-mentioned addition means is configured to be controlled.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an etching apparatus for performing an etching process using an etching solution comprising a plurality of components and controlling the concentration of the etching solution, wherein a chemical solution section for storing the etching solution is provided. And a plurality of components of the etching solution are provided so as to correspond to the components required to be added, which are components whose concentration decreases with the etching process, and have at least one component required. A plurality of undiluted solutions for individually storing undiluted solutions, an adding unit for adding each undiluted solution of the plurality of undiluted solutions to the chemical solution unit, and a detecting unit for detecting the concentration of each component of the etching solution of the chemical solution unit; And control means for controlling the addition means based on the detection result of the detection means so that the concentration of each component of the etching solution in the chemical solution part becomes a predetermined value. .
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, as a method of managing the concentration of an etching solution comprising a plurality of components, the concentration of the etching solution is controlled in accordance with the etching process. It has at least one additional component which is a component to be reduced, and uses a plurality of stock solutions prepared so as to correspond to the additional component. First, the concentration of each component of the etching solution is determined. Then, based on the measurement result, the plurality of stock solutions are selected and added to the etching solution such that the concentrations of the respective components of the etching solution become predetermined values.
[0019]
In each of the above configurations, a chemical solution process (etching process in each of the fifth and sixth aspects of the present invention) is performed using a chemical solution (etching solution in the fifth and sixth aspects of the present invention). When the concentration of each component changes, the concentration of each component is measured. Then, among the plurality of components of the chemical solution, using a plurality of undiluted solutions having components whose concentration decreases at least with the chemical solution treatment, based on the above measurement results, so that the concentration of each component of the chemical solution becomes a predetermined value. The plurality of stock solutions are selected and added to the drug solution.
[0020]
Therefore, unlike a case where a new solution in which the concentration of each component is a predetermined value is replenished in accordance with a change in the concentration of the drug solution, the concentrations of all the components of the drug solution are maintained at approximately the predetermined value, so that the solution is stable. It is possible to perform a chemical solution treatment.
[0021]
When the chemical solution is exchanged based on the concentration of a specific component (for example, phosphoric acid in an etching process performed using an etching solution containing phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid as main components), the Even if there is a difference in the amount of concentration change, the concentration of the specific component is also maintained at a substantially predetermined value, so that the actual replacement cycle becomes longer.
[0022]
The stock solution may be prepared so as to be compatible with all components constituting the chemical solution. For example, a component whose concentration decreases with the treatment with the chemical solution or a concentration with which the concentration decreases with the treatment with the chemical solution may also be prepared. Only undiluted solutions of components that need to be added, such as components that do not increase, and components that do not decrease or increase in concentration due to chemical solution treatment, but that decrease in concentration due to the addition of other components, It may be prepared, but at least an undiluted solution of a component whose concentration decreases with the treatment with a chemical solution is required.
[0023]
In addition, the undiluted solution has a plurality of components such as undiluted solutions of phosphoric acid, acetic acid, and nitric acid in an etching process performed using an etching solution including phosphoric acid, acetic acid, nitric acid, and pure water. You may.
[0024]
Further, when calculating the addition amount of each stock solution, the calculation may be performed for all stock solutions, or the concentration of the component may be set to a predetermined value based on the component whose concentration increases (for example, the component that increases the most). Only the added amount of the other component may be calculated so as to obtain the value.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0026]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention. In the etching step of an electrode substrate used for a liquid crystal display panel, phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid are used. It is used for an etching treatment performed using an etching solution obtained by mixing pure water.
[0027]
As shown in FIG. 2, the present etching apparatus includes an etching unit 10 for performing an etching process using an etching solution, and a control unit 50 for controlling the concentration of the etching solution used in the etching unit 10. As shown in FIG. 1, the unit 10 includes a plurality of processing units 20 that perform an etching process by circulating an etchant (in FIG. 1, only a first processing unit (first tank) is illustrated as a processing unit. The second processing section (second tank) is not shown).
[0028]
Each of the processing units 20 includes a chemical solution tank 21 for storing an etchant, and a processing tank 22 for performing an actual etching process using the etchant in the chemical solution tank 21. The processing tank 22 includes a support portion 23 for supporting the etching object W in the processing tank 22, and a plurality of

nozzles

24, 24, for spraying an etching solution on the etching object W on the support portion 23. ... are arranged. Further, between the chemical solution tank 21 and the processing tank 22, a supply pipe 25 for supplying the etching solution of the chemical solution tank 21 to the

nozzles

24, 24,... Of the processing tank 22, and the etching discharged from the processing tank 22. A return pipe 26 for returning the liquid to the chemical tank 21 is provided. With these, the etching liquid in the chemical tank 21 is supplied to the processing tank 22 while the etching liquid discharged from the processing tank 22 is supplied to the chemical tank. 21.
[0029]
In addition, the supply pipe 25 has a pump 27 that sucks the etching solution in the chemical solution tank 21 and sends it to the processing tank 22 side from the chemical solution tank 21 to the processing tank 22, and removes foreign matter by filtering the etching solution. A filter 28 and an opening / closing valve 29 are interposed. A bypass pipe 30 for returning the etchant directly to the chemical tank 21 without passing through the processing tank 22 is branched from the upstream side of the opening / closing valve 29 in the supply pipe 25.
[0030]
The above-mentioned etching processing section 10 includes an unused etching solution obtained by mixing the above-mentioned components (phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, pure water) at a predetermined mixing ratio, that is, an etching solution adjusted to a predetermined concentration. A new solution replenishing tank 40 for storing a new solution is provided. A replenishing pipe 41 is provided between the new solution replenishing tank 40 and the chemical solution tank 21 of each processing unit 20. An opening / closing valve 42 is provided in the middle of each replenishing pipe 41. By opening the opening / closing valve 42, the etching solution in the new solution replenishing tank 40 is replenished to each chemical solution tank 21, while the opening / closing valve 42 is opened. Is closed, replenishment of the chemical solution tank 21 with the new etching solution is stopped. Further, in each chemical solution tank 21, a lower limit sensor 43, an upper limit sensor 44, and an overflow sensor 45 are provided. In the present embodiment, the control unit 50 controls each component of the etching liquid to be constant. It has a plurality of stock solution tanks that store stock solutions in which pure water is mixed in a proportion, and a pure water supply unit 54 that supplies pure water. In the illustrated example, the plurality of undiluted tanks are an undiluted tank 51 for storing an undiluted solution of phosphoric acid, an undiluted tank 52 for storing a undiluted solution of nitric acid, and a undiluted solution for storing acetic acid. In the following description, the pure water of the pure water supply unit 54 is also one of the stock solutions, and the pure water supply unit 54 is also treated as one of the stock solutions. .
[0031]
An addition pipe 55 for adding each undiluted solution (pure water is also referred to as undiluted solution) to the chemical solution tank 21 is provided between the undiluted solution tanks 51 to 53 and the pure water supply unit 54 and the chemical solution tank 21, respectively. Is provided. In the middle of each addition pipe 55, an orifice 56 for reducing the flow area of the undiluted solution flowing through the addition pipe 55 is adjusted toward the chemical solution tank 21, and the flow rate is measured and the integrated value is output. A flow meter 57 and an opening / closing valve 58 are sequentially provided. On the other hand, the undiluted liquid tanks 51 to 53 are provided in an airtight manner, and each of the undiluted liquid tanks 51 to 53 is provided with an inert gas (here, inert gas) so that the internal pressure of the undiluted liquid tanks 51 to 53 becomes high. , N ₂ gas) is connected. An opening / closing valve 60 is provided in the middle of each gas pipe 59. Thus, when the opening / closing valve 58 of the corresponding addition pipe 55 is opened, the stock solution in the stock solution tanks 51 to 53 is pressure-fed to the chemical solution tank 21 via each addition pipe 55. In addition, when the opening / closing valve 58 of the pure water supply unit 54 is opened, the pure water of the pure water supply unit 54 is added to the chemical solution tank 21 via the addition pipe 55.
[0032]
The control unit 50 is provided with an optical densitometer 70 for measuring the concentration of each component of the etching solution in the chemical solution tank 21. The concentration meter 70 is connected to an extraction pipe 71 provided for extracting a part of the etching solution from between the pump 27 and the filter 28 in the supply pipe 25 of each processing unit 20. Further, at the inlet side of the concentration meter 70, in addition to the extraction pipe 71, a new solution pipe 72 for supplying a new etching solution of the new solution replenishing tank 40 to the concentration meter 70, and a pure liquid for supplying pure water to the concentration meter 70. The water pipe 73 is connected. Opening / closing valves 74, 75, 76 are interposed in the discharge pipe 71, the new liquid pipe 72, and the pure water pipe 73, respectively. On the other hand, a discharge pipe 77 for discharging the etchant whose concentration has been measured by the concentration meter 70 as a waste liquid is connected to the outlet side of the concentration meter 70.
[0033]
Inside the concentration meter 70, the end of the extraction pipe 71, the new liquid pipe 72, and the pure water pipe 73 on the concentration meter 70 side are connected to each other, and the connection section is located downstream of the connection section. A cooling unit 78 for cooling the liquid flowing from the cooling unit 78 and a measuring unit 79 for measuring the component concentration of the liquid cooled in the cooling unit 78 are provided.
[0034]
Although not shown, the measuring unit 79 includes a sampling tube through which a liquid passes, a light source that irradiates near infrared rays toward the sampling tube, an interference filter that filters near infrared rays from the light source, The sensor is configured to detect a frequency distribution of near-infrared light that has passed through the filter, and detects the concentration of the liquid component based on the frequency distribution. In addition, as such a measuring unit 79, for example, "Chemicalizer (registered trademark)" manufactured by Kurashiki Spinning Co., Ltd. is exemplified.
[0035]
In the present embodiment, the concentration detection of each component by the measurement unit 79 is performed for both the new solution and the etching solution, and the concentration of each component of the etching solution is managed based on the difference value. As a result, the measurement accuracy is improved as compared with the case where only the concentration of each component of the etchant is measured and the measurement result is output as the concentration. Further, when the measurement target is switched, pure water is introduced into the sampling tube to calibrate the concentration meter 70.
[0036]
In this embodiment, the concentration of each component of the etchant is determined based on the measurement result of the measurement unit 79 of the densitometer 70 and the flow rate of each stock solution by each flowmeter 57 in the above-described etching apparatus. The controller 80 is provided as control means for controlling the opening and closing of the corresponding open /

close valves

58, 58,...
[0037]
Specifically, the controller 80 opens the open / close valve 75 of the new solution pipe 72 every predetermined time (for example, every two hours) and detects the component concentration of the new etching solution. The opening / closing valve 74 is opened, and the etchant is taken into the densitometer 70 in order. When the concentration of each component of the etching solution is output as a difference value by the densitometer 70, the addition amount of each stock solution is calculated based on the difference value, and the stock solution is added to the chemical solution tank 21 by the added amount. It is supposed to be. In addition, generally, the above-mentioned addition is contained about once a day.
[0038]
Here, the process of controlling the concentration of the etchant in the control unit 50 will be described with reference to the flowchart of FIG.
[0039]
Step S1 is a step of calibrating the concentration meter 70 with pure water. In this step, the opening / closing valve 76 of the pure water pipe 73 is opened for a predetermined time by the controller 80, whereby a predetermined amount of pure water is removed. 70 is introduced. After that, it moves to step S2.
[0040]
In step S2, the open / close valve 75 of the new liquid pipe 72 is opened by the controller 80 for a predetermined time. Thereby, a predetermined amount of the new etching solution in the new solution replenishing tank 40 is introduced into the concentration meter 70, and the concentration meter 70 is calibrated with the new etching solution. That is, in order to obtain the reference value, the component concentration of the new etching solution is measured. Then, the process proceeds to the next step S3.
[0041]
In this step S3, the opening / closing valve 74 of the extraction pipe 71 of the first processing unit (first tank) 20 is opened by the controller 80 for a predetermined time. As a result, a predetermined amount of the etchant in the first processing unit 20 is introduced into the concentration meter 70, and the concentration of each component of the etchant is measured by the measurement unit 79. After that, it moves to step S4.
[0042]
In step S4, a difference value of the concentration of each component of the etching solution is calculated using the measured concentration value of each component of the new etching solution as a reference value, and then, whether the difference value of each component has reached a predetermined value is determined. Is determined. When the determination is YES, that is, when the concentration does not reach the predetermined value and is a concentration that requires addition (necessary addition concentration), it is determined that the stock solution needs to be added, and the process proceeds to step S5. On the other hand, if the determination is NO, it is determined that it is not necessary to add the stock solution, and the routine goes to Step S7.
[0043]
In the above step S5, the addition amount of each stock solution is calculated based on the difference value of each component. Then, in the next step S6, the opening / closing valve 58 of the addition pipe 55 corresponding to the stock solution to be added is opened to add the stock solution. Then, based on a signal from the flow meter 57, the opening / closing valve 58 is closed when the addition amount reaches the above calculated value. Thus, the process of controlling the concentration of the etchant in the first processing unit 20 is completed.
[0044]
Next, the process moves to the concentration control of the etching solution in the second processing unit (second tank) 20 and the processes in steps S7 to S10 are performed. Steps S7 to S10 are the same as steps S4 to S6 described above, respectively, and a description thereof will be omitted.
[0045]
As described above, the concentration control of each etching solution in the first and

second processing units

20 and 20 is performed. Here, the case where the number of the processing units 20 is two has been described. However, when the number of the processing units 20 is three or more, the processing of steps S4 to S6 is repeated each time. Further, the processing of steps S1 to S3 may be performed each time the processing is repeated. Further, in the above example, the stock solution is sequentially added to all the

processing units

20, 20,..., But may be added all at once.
[0046]
Here, an example of the calculation of the addition amount performed in step S5 will be described in detail based on the following table. In this example, of all components of the etching solution (phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and pure water), phosphoric acid, which is a component whose concentration increases with the etching process and whose rate of increase is the highest, is used as a reference. That is, the amounts of addition of the respective stock solutions of nitric acid, acetic acid, and pure water are calculated so that the concentration of phosphoric acid becomes a predetermined value. That is, in this example, among all the components of the etching solution, the necessary components in the present invention correspond to nitric acid, acetic acid, and pure water. Therefore, in this case, it is unnecessary to add the phosphoric acid stock solution. Therefore, the stock solution tank 51 of phosphoric acid can be omitted.
[0047]
[Table 1]

[0048]
First, the specific gravities of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and pure water are 1.692, 1.4159, 1.0517, and 1, respectively. The initial ratio of the concentration (w%) of each component of
60.00: 10.00: 10.00: 20.00
And the total amount of the etching solution is assumed to be 200 liters.
[0049]
At this time, the ratio of the volume (liter) of each component obtained by dividing the concentration of each component of phosphoric acid, nitric acid, and acetic acid by each specific gravity (the rest is pure water)
49.23: 9.80: 13.20: 27.77
Therefore, the volume of each component is 98.46 liters, 19.61 liters, 26.40 liters, and 55.53 liters, respectively.
[0050]
On the other hand, assuming that the concentrations of the components in the undiluted liquid tanks 51 to 54 are 85 w%, 70 w%, 99 w%, and 100 w%, respectively (the rest is pure water), the ratio of the volume of each component in the undiluted solution is They are 77%, 62%, 99% and 100%, respectively.
[0051]
Assuming that the amount of change in the concentration of each component of the etching solution after one day is + 1.80%, −0.30%, −1.60%, and + 0.10%, respectively, The concentration ratio of
61.80: 9.70: 8.40: 20.10.
It is.
[0052]
If this is expressed as a volume ratio,
51.11: 9.59: 11.18: 28.13
The volumes at this time are 102.22 liters, 19.17 liters, 22.35 liters, and 56.25 liters, respectively.
[0053]
Here, the volume ratio is the same as when the new etching liquid is used (when the volumes of the respective components are 98.46 liters, 19.61 liters, 26.40 liters, and 55.53 liters, respectively). When the volume of each of the other components is calculated based on phosphoric acid,
19.61 × 102.22 ÷ 98.46 = 20.36
For acetic acid,
26.40 × 102.22 ÷ 98.46 = 27.41
For pure water,
55.53 × 102.22 ÷ 98.46 = 57.65
It becomes.
[0054]
Next, when the addition amount (liter) of each component necessary to realize the above is calculated, for nitric acid,
20.36-19.17 = 1.19
For acetic acid,
27.41-22.35 = 5.06
For pure water,
57.65-56.25 = 1.40
It becomes.
[0055]
Here, when the volume of each stock solution is calculated in consideration of the volume ratio of each component in the stock solution, for the nitrate stock solution,
1.19 ÷ 0.62 = 1.91
For the acetic acid stock solution,
5.06 ÷ 0.99 = 5.11
For pure water stock solution,
1.40 / 1 = 1.40
It becomes.
[0056]
However, since pure water is also contained in each of the stock solutions of nitric acid and acetic acid, it is necessary to deduct that amount.
[0057]
In other words, the volume of pure water contained in each stock solution is
1.91-1.19 = 0.72
In the acetic acid stock solution,
5.11-5.06 = 0.05
It is.
[0058]
Therefore, the amount of pure water added as a stock solution is
1.40-(0.72 + 0.05) = 0.63
It is.
[0059]
As a result, the volumes of the components after the addition of the undiluted solution are 102.22 liters, 20.36 liters, 27.41 liters, and 57.65 liters (total amount is 207.64 liters).
49.23: 9.80: 13.20: 27.77
Therefore, the concentration ratio of each component is the same as in the case of the new etching solution,
60.00: 10.00: 10.00: 20.00
It becomes.
[0060]
That is, in this case, the stock solution of nitric acid, acetic acid, and pure water was added to 200 liters of the etching solution at a rate of 1.91 liters, 5.11 liters, and 0.63 liters, respectively (a total of 7.64 liters). ), The ratio of the concentration of each component of the etching solution becomes the same as that of the new etching solution.
[0061]
Incidentally, the life of the etching solution is the longest, until the material to be etched dissolved by the etching solution is deposited, and when the material to be etched is Al, its concentration reaches 3000 ppm. As shown in FIG. 4A, for example, if the concentration of the nitric acid component, which is the basis of the etching process, is used until it reaches its lower limit (for example, 0.8 w% decreases from 10 w% to 9.2 w%), Generally, although the concentration of Al is about 200 ppm, a predetermined etching performance cannot be obtained, so that the etching solution needs to be replaced. On the other hand, in the case of the present embodiment, the concentration of each nitric acid component is readjusted to a predetermined value every day as shown in FIG. It can be reduced to about 0.3% by weight to about 7% by weight. For this reason, if the replacement cycle of the etchant is 6 days in the case of FIG. 4A, the replacement cycle is assumed to be 2/3 (2000 ppm) even if the safety factor for the precipitation concentration of Al is assumed to be 2/3. , Which can be extended to about 60 days, which is ten times as large as that, and the etching performance can be maintained at a high level.
[0062]
In addition, in the above calculation example, pure water is added in spite of the fact that the concentration increases with the etching process, because the concentration is relatively lower than the reference phosphoric acid. It is because it decreases. Further, in the present calculation example, the addition amount of the other component stock solutions is calculated based on the concentration of phosphoric acid. However, the addition amount of each component stock solution is calculated based on an arbitrary component. You may.
[0063]
Therefore, according to the present embodiment, in the etching apparatus in which the etching process is performed using an etching solution obtained by mixing phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and pure water, the etching of each processing unit 20 is performed at predetermined time intervals. Since the concentration of each component of the solution is measured and the addition amount of the stock solution of each component is calculated based on the measurement result and added to the chemical solution tank 21 of each processing unit 20, a high level etching process is performed. Can be performed stably, and the replacement cycle of the etchant can be substantially lengthened.
[0064]
In the above embodiment, the case where the etching solution is composed of phosphoric acid, nitric acid, acetic acid, and pure water has been described, but the components constituting the etching solution are arbitrarily determined according to the etching process. be able to.
[0065]
Furthermore, in the above embodiment, the case where the chemical is an etchant has been described, but the present invention can also be applied to the concentration management of a chemical other than the etchant.
[0066]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when controlling the concentration of a chemical such as an etching solution composed of a plurality of components, the concentration of each component of the chemical is measured, and based on the measurement result, the corresponding component is determined. By adding the undiluted solution, the concentration of each component can be set to a predetermined value, so that a chemical solution treatment such as an etching process can be performed stably without shortening a chemical solution exchange cycle.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of an etching apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a basic configuration of an etching apparatus.
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process of controlling the concentration of an etching solution in a control unit.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in each component in a case where the density management according to the embodiment is not performed (a) in comparison with a case where the density management according to the embodiment is performed (b).
[Explanation of symbols]
21 Chemical tank (chemical section)
51, 52, 53 Stock solution tank (stock solution)
54 Pure water supply unit (stock solution)
55 Addition piping (addition means)
56 opening / closing valve (addition means)
70 Densitometer (detection means)
80 Controller (control means)

Claims

A chemical solution device that performs a chemical solution treatment using a chemical solution composed of a plurality of components and manages the concentration of the chemical solution,
A drug solution section for storing the drug solution,
Among a plurality of components of the chemical solution, a plurality of stock solutions for individually storing stock solutions having components whose concentration changes with the chemical solution processing,
Adding means for adding each of the plurality of stock solutions to the drug solution,
Detection means for detecting the concentration of each component of the drug solution in the drug solution portion,
A chemical liquid device comprising: control means for controlling the adding means such that the concentration of each component of the chemical liquid in the chemical part becomes a predetermined value based on the detection result of the detection means.

A chemical solution device that performs a chemical solution treatment using a chemical solution composed of a plurality of components and manages the concentration of the chemical solution,
Among the plurality of components of the chemical solution, a plurality of components for separately storing undiluted solutions having the required components are provided so as to correspond to the plurality of required components which are components whose concentrations change with the treatment of the chemical solution. Of the stock solution of
Adding means for adding each of the plurality of stock solutions to the drug solution,
Detection means for detecting the concentration of each component of the drug solution in the drug solution portion,
A chemical liquid device comprising: control means for controlling the adding means such that the concentration of each component of the chemical liquid in the chemical part becomes a predetermined value based on the detection result of the detection means.

The control means calculates an addition amount of the stock solution having the above-mentioned additional component whose concentration is relatively decreased with respect to the component, based on the component whose concentration increases with the chemical solution treatment, and calculates the addition amount. 3. The liquid medicine device according to claim 2, wherein the liquid supply device is configured to control the adding unit based on the addition amount.

The above chemical solution is composed of at least components of phosphoric acid, nitric acid and acetic acid,
The control means adds a stock solution having a component whose concentration decreases relatively to the phosphoric acid among the components of the nitric acid and acetic acid, based on the phosphoric acid whose concentration increases with the treatment with the chemical solution. 4. The chemical liquid device according to claim 2, wherein the amount is calculated, and the adding unit is controlled based on the amount of addition.

An etching apparatus that performs an etching process using an etching solution including a plurality of components and manages the concentration of the etching solution,
A chemical solution part for storing the etching solution,
Of a plurality of components of the etching solution, a stock solution having at least one of the required components is provided so as to correspond to a required component which is a component whose concentration decreases with the etching process. A plurality of stock solutions for storing;
Adding means for adding each of the plurality of stock solutions to the drug solution,
Detecting means for detecting the concentration of each component of the etching solution of the chemical solution portion,
An etching apparatus comprising: control means for controlling the adding means such that the concentrations of the respective components of the etching solution in the chemical solution part become predetermined values based on the detection results of the detecting means.

A method for managing the concentration of an etchant, wherein the concentration of an etchant comprising a plurality of components is managed,
Among a plurality of components of the etching solution, a plurality of undiluted solutions having at least one additional component which is a component whose concentration decreases with the etching treatment, and prepared so as to correspond to the additional component. Using
Measuring the concentration of each component of the etching solution, based on the measurement result, selecting the plurality of undiluted solutions so that the concentration of each component of the etching solution becomes a predetermined value, and adding the solution to the etching solution. Characteristic management method of etchant concentration.